JPH0510102A - ガスタービン翼及びガスタービン装置 - Google Patents
ガスタービン翼及びガスタービン装置Info
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- JPH0510102A JPH0510102A JP16137891A JP16137891A JPH0510102A JP H0510102 A JPH0510102 A JP H0510102A JP 16137891 A JP16137891 A JP 16137891A JP 16137891 A JP16137891 A JP 16137891A JP H0510102 A JPH0510102 A JP H0510102A
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- blade
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- gas turbine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】少量の冷却空気量で翼母体及びシュラウドが充
分冷却されるガスタービン翼を提供するにある。 【構成】翼内部に冷却媒体の流通路を備え、かつ翼先端
部にシュラウドを備えたガスタービン翼において、前記
冷却媒体流通路の排出口を、前記シュラウドの前縁側近
傍に設けるようにした。
分冷却されるガスタービン翼を提供するにある。 【構成】翼内部に冷却媒体の流通路を備え、かつ翼先端
部にシュラウドを備えたガスタービン翼において、前記
冷却媒体流通路の排出口を、前記シュラウドの前縁側近
傍に設けるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン翼の改良に
係り、特にガスタービン翼の先端部にエンドウオール
（シュラウド）を備え、かつ翼内部に冷却媒体流通路を
備えているガスタービン翼の改良に関するものである。
係り、特にガスタービン翼の先端部にエンドウオール
（シュラウド）を備え、かつ翼内部に冷却媒体流通路を
備えているガスタービン翼の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば発電プラント等に用いられている
ガスタービン、すなわち圧縮機，燃焼器（あるいはガス
発生器）及びタービンを主構成要素とするガスタービン
では、サイクル効率を向上させるため、タービン入口温
度の高温化が追求されている。一方、この種ガスタービ
ンは、タービンと圧縮機が同軸上にあり、タービンによ
り圧縮機が駆動されていることから、プラント効率の関
係で、吸込んだ圧縮空気は出来るだけ燃焼用として用い
ることが望ましく。タービン翼の冷却用としては少ない
量で冷却しなければならない。
ガスタービン、すなわち圧縮機，燃焼器（あるいはガス
発生器）及びタービンを主構成要素とするガスタービン
では、サイクル効率を向上させるため、タービン入口温
度の高温化が追求されている。一方、この種ガスタービ
ンは、タービンと圧縮機が同軸上にあり、タービンによ
り圧縮機が駆動されていることから、プラント効率の関
係で、吸込んだ圧縮空気は出来るだけ燃焼用として用い
ることが望ましく。タービン翼の冷却用としては少ない
量で冷却しなければならない。
【０００３】したがって、出来るだけ少ない冷却空気の
消費量で翼温度を許容温度以下に冷却する優れた冷却技
術が重要となり、最近においては冷却性能の改良が盛ん
に行なわれている。
消費量で翼温度を許容温度以下に冷却する優れた冷却技
術が重要となり、最近においては冷却性能の改良が盛ん
に行なわれている。
【０００４】最近における高温ガスタービンの一般的な
冷却方法は例えば、日本ガスタービン学会誌８，２９
（１９８０年）第２２頁〜第３２頁に空冷翼の冷却構造
の変遷についてレビューされているように、静止側の
翼、すなわち静翼では前縁部（ガス流に対して）と翼中
央部をインピンジメント冷却とフィルム冷却の混合で行
い、後縁部をピン列の間を冷却空気を通過させるピンフ
ィン冷却で行っている。又動翼においては、翼前縁と中
央部はタービュレンスプロモータリブ付きの曲がりくね
った冷却通路を翼内部に形成したいわゆるリターンフロ
ー型冷却を、翼後縁部はピンフィン冷却で行っているの
が一般的である。この場合、特に翼の後縁部は、空力的
な要求から翼の厚さが薄くなるため構造的な制約から、
ピン間に冷却空気を通し、ピンによる流れの乱れやフィ
ン効果を利用して冷却効果を向上させる方法が現状では
優れた冷却方法であるとされている。
冷却方法は例えば、日本ガスタービン学会誌８，２９
（１９８０年）第２２頁〜第３２頁に空冷翼の冷却構造
の変遷についてレビューされているように、静止側の
翼、すなわち静翼では前縁部（ガス流に対して）と翼中
央部をインピンジメント冷却とフィルム冷却の混合で行
い、後縁部をピン列の間を冷却空気を通過させるピンフ
ィン冷却で行っている。又動翼においては、翼前縁と中
央部はタービュレンスプロモータリブ付きの曲がりくね
った冷却通路を翼内部に形成したいわゆるリターンフロ
ー型冷却を、翼後縁部はピンフィン冷却で行っているの
が一般的である。この場合、特に翼の後縁部は、空力的
な要求から翼の厚さが薄くなるため構造的な制約から、
ピン間に冷却空気を通し、ピンによる流れの乱れやフィ
ン効果を利用して冷却効果を向上させる方法が現状では
優れた冷却方法であるとされている。
【０００５】このうち静翼においては静止体であること
から比較的冷却媒体の流通方向及び各部における流通量
を容易に調整可能なのであるが、動翼の場合には翼自体
が回動していることから冷却媒体に遠心力や乱流が働
き、ピンフィンを設けても所要の効果が得られないのが
普通である。
から比較的冷却媒体の流通方向及び各部における流通量
を容易に調整可能なのであるが、動翼の場合には翼自体
が回動していることから冷却媒体に遠心力や乱流が働
き、ピンフィンを設けても所要の効果が得られないのが
普通である。
【０００６】図７及び図８はこの従来優れているとされ
ている動翼の断面図で、動翼１には冷媒流通路２が設け
られており、冷媒である冷却空気はシャンク３の内径位
置より矢印ｄ，ｅで示されるように供給される。冷媒流
通路２の内面にはタービュレンスプロモータリブ４が設
けられており、乱流促進効果により冷却性能を向上させ
ている。冷媒流通路２は、曲がり部５，６，７が設けら
れ曲がりくねった冷却通路を形成し冷却空気を有効に利
用している。動翼の後縁領域冷却部８にはピンフィン１
０が配置されておりピンフィン間を通った冷却空気の大
部分が後縁吹出孔１１より主流ガス中に矢印ｅのように
排出される。この場合、半径方向および翼のコード方向
に複数列よりなるピンフィン１０の間を冷却空気を均等
に流すことが重要でありこのためコード方向に第１列目
のピンフィン１２に流れの抵抗の大きな要素を設け流量
が均一に流れるよう配慮している。
ている動翼の断面図で、動翼１には冷媒流通路２が設け
られており、冷媒である冷却空気はシャンク３の内径位
置より矢印ｄ，ｅで示されるように供給される。冷媒流
通路２の内面にはタービュレンスプロモータリブ４が設
けられており、乱流促進効果により冷却性能を向上させ
ている。冷媒流通路２は、曲がり部５，６，７が設けら
れ曲がりくねった冷却通路を形成し冷却空気を有効に利
用している。動翼の後縁領域冷却部８にはピンフィン１
０が配置されておりピンフィン間を通った冷却空気の大
部分が後縁吹出孔１１より主流ガス中に矢印ｅのように
排出される。この場合、半径方向および翼のコード方向
に複数列よりなるピンフィン１０の間を冷却空気を均等
に流すことが重要でありこのためコード方向に第１列目
のピンフィン１２に流れの抵抗の大きな要素を設け流量
が均一に流れるよう配慮している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な動翼１は前述したように回転による遠心力場で作動し
ているため流れは複雑で、ピンフィン１０間を均一に流
れている保証はなく、冷却性能の結果より微妙な難しい
調整を行なう必要があり、またその調整がたとえできた
としても第１列目ピンフィンの流れの抵抗を大きくする
必要があるため圧損が大きく冷却空気供給能力に限界が
あり、後縁領域冷却部８の冷却性能を向上させることは
難しい。
な動翼１は前述したように回転による遠心力場で作動し
ているため流れは複雑で、ピンフィン１０間を均一に流
れている保証はなく、冷却性能の結果より微妙な難しい
調整を行なう必要があり、またその調整がたとえできた
としても第１列目ピンフィンの流れの抵抗を大きくする
必要があるため圧損が大きく冷却空気供給能力に限界が
あり、後縁領域冷却部８の冷却性能を向上させることは
難しい。
【０００８】さらにまたこの種の動翼にはその頂部（先
端）にシュラウド(エンドウオール)１３が設けられてい
る場合があり、この場合にはこのシュラウドまで少ない
冷却空気量で冷却しなければならない。
端）にシュラウド(エンドウオール)１３が設けられてい
る場合があり、この場合にはこのシュラウドまで少ない
冷却空気量で冷却しなければならない。
【０００９】一方静翼においてもエンドウオールが翼の
両端に付随しており、とくに内径側のエンドウオールの
冷却は構造上冷却しにくい場所でやはり少ない冷却空気
量で冷却する必要がある。
両端に付随しており、とくに内径側のエンドウオールの
冷却は構造上冷却しにくい場所でやはり少ない冷却空気
量で冷却する必要がある。
【００１０】本発明はこれにかんがみなされたもので、
その目的とするところは、たとえエンドウオールを備え
た翼であっても、少量の冷却空気量で翼母体及びエンド
ウオールが充分冷却されるこの種ガスタービン翼を提供
するにある。
その目的とするところは、たとえエンドウオールを備え
た翼であっても、少量の冷却空気量で翼母体及びエンド
ウオールが充分冷却されるこの種ガスタービン翼を提供
するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、翼内
部に冷却媒体の流通路を備え、かつ翼頂部にエンドウオ
ールを備えたガスタービン翼において、前記冷却媒体流
通路の排出口を、前記エンドウオールの前縁側近傍に設
けるようになし、所期の目的を達成するようにしたもの
である。
部に冷却媒体の流通路を備え、かつ翼頂部にエンドウオ
ールを備えたガスタービン翼において、前記冷却媒体流
通路の排出口を、前記エンドウオールの前縁側近傍に設
けるようになし、所期の目的を達成するようにしたもの
である。
【００１２】
【作用】すなわちこのように形成されたタービン翼であ
ると、翼冷却後の冷却媒体がエンドウオールとケーシン
グの間の上流側へ排出されるので、この排出冷却空気に
よりエンドウオールは前縁側から後縁側すべての外表面
に接し、充分なエンドウオールの冷却が行なわれ、又翼
母体の冷却は、内径方向より供給された冷却空気のすべ
てが翼先端より排出されるので、冷却空気は冷却媒体通
路の内壁あるいはピンフィンに平等に接して流動し、一
様な冷却が行なわれるのである。
ると、翼冷却後の冷却媒体がエンドウオールとケーシン
グの間の上流側へ排出されるので、この排出冷却空気に
よりエンドウオールは前縁側から後縁側すべての外表面
に接し、充分なエンドウオールの冷却が行なわれ、又翼
母体の冷却は、内径方向より供給された冷却空気のすべ
てが翼先端より排出されるので、冷却空気は冷却媒体通
路の内壁あるいはピンフィンに平等に接して流動し、一
様な冷却が行なわれるのである。
【００１３】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】図１にはガスタービンに採用されているタ
ービン翼（動翼）とその周辺が断面で示されている。
ービン翼（動翼）とその周辺が断面で示されている。
【００１５】動翼１は翼母体１ａとシュラウド（エンド
ウオール）１３とより構成され、そしてこの動翼の上流
側（主流ガスの流通方向（矢印Ｑで示す）に対して）に
は静翼２０が配置されている。
ウオール）１３とより構成され、そしてこの動翼の上流
側（主流ガスの流通方向（矢印Ｑで示す）に対して）に
は静翼２０が配置されている。
【００１６】動翼１の内部には動翼自体を冷却するため
の冷却媒体流通路２が設けられている。この冷却媒体流
通路は前縁側流通路２ａと中央流通路と後縁側流通路２
ｃとに分かれており、これら流通路は直列に連通されて
いる。
の冷却媒体流通路２が設けられている。この冷却媒体流
通路は前縁側流通路２ａと中央流通路と後縁側流通路２
ｃとに分かれており、これら流通路は直列に連通されて
いる。
【００１７】冷却媒体としてはガスタービンの場合、極
く普通には空気が採用され、この冷却空気は内径側、す
なわち回転軸側（図中下方）より供給され、図中実線矢
印で示すように冷却媒体流通路に沿って流通する。
く普通には空気が採用され、この冷却空気は内径側、す
なわち回転軸側（図中下方）より供給され、図中実線矢
印で示すように冷却媒体流通路に沿って流通する。
【００１８】この場合翼の後縁側流通路２ｃには、その
流路壁より樹立したピンフィン１０が設けられ動翼母体
と冷却空気との良好な熱変換が行なわれるように形成さ
れている。
流路壁より樹立したピンフィン１０が設けられ動翼母体
と冷却空気との良好な熱変換が行なわれるように形成さ
れている。
【００１９】又中央流通路２ｂと前縁側流通路２ａには
同様に、すなわち熱変換を良好とするために、タービュ
レンスプロモータリブ４が設けられている。
同様に、すなわち熱変換を良好とするために、タービュ
レンスプロモータリブ４が設けられている。
【００２０】翼の熱を奪った冷却空気は翼外（主流ガス
中）へ排出されるわけであるが、ここで重要なことは、
冷却空気の排出口１５が外径側、すなわち翼先端側で前
縁側の位置に設けられているということである。
中）へ排出されるわけであるが、ここで重要なことは、
冷却空気の排出口１５が外径側、すなわち翼先端側で前
縁側の位置に設けられているということである。
【００２１】もう少し詳しく述べれば、翼先端にはシュ
ラウドが設けられているので、前記排出口はこのシュラ
ウド１３の前縁側で、かつシュラウドに設けられている
シールフィン１４より上流側に設けられるということで
ある。
ラウドが設けられているので、前記排出口はこのシュラ
ウド１３の前縁側で、かつシュラウドに設けられている
シールフィン１４より上流側に設けられるということで
ある。
【００２２】このように形成された動翼であると、図３
に拡大して示されているように、排出口１５より排出し
た冷却空気がシュラウド１３とシールフィン１４及びケ
ーシング内壁２１で形成される空間ｇに噴出し、この部
分にたむろすることになり、やがては主流ガスＱととも
に動翼上流から下流へ流動する。
に拡大して示されているように、排出口１５より排出し
た冷却空気がシュラウド１３とシールフィン１４及びケ
ーシング内壁２１で形成される空間ｇに噴出し、この部
分にたむろすることになり、やがては主流ガスＱととも
に動翼上流から下流へ流動する。
【００２３】これによりシュラウド全体の充分な冷却が
行なわれる。すなわちシュラウド１３の外表面には主流
作動流体（高温ガス）より温度の低い冷却空気がシュラ
ウド１３の前縁側から後縁側すべての外表面に接して流
動するので、シュラウド１３の冷却が充分行なわれるの
である。
行なわれる。すなわちシュラウド１３の外表面には主流
作動流体（高温ガス）より温度の低い冷却空気がシュラ
ウド１３の前縁側から後縁側すべての外表面に接して流
動するので、シュラウド１３の冷却が充分行なわれるの
である。
【００２４】又動翼母体の冷却は、内径方向より供給さ
れた冷却空気のすべてが翼先端より排出されるので、す
なわち、冷却空気が後縁端より吹出さないようになって
おり、かつ冷却空気の供給口と排出口１５が半径方向位
置に存在するので、冷却空気が確実に半径方向に流れか
つ各ピンフィン１０間を流れる流量の分布を、特別な流
量調整用の抵抗を設けることなく一様にすることができ
る。また流れ方向の後縁領域冷却部の断面積は、従来構
造のピンフィン冷却の高さ方向の断面積より一般的に１
／３〜１／６と小さくすることが可能で少ない空気流量
で同等の冷却効果を達成できる。さらに回転する動翼で
は後縁領域冷却空気は内径位置より供給され外径側に流
れるので、遠心力によるポンピング効果が後縁端より吹
出す場合に比べて大きく、冷却空気供給能力は大きくな
る効果もある。
れた冷却空気のすべてが翼先端より排出されるので、す
なわち、冷却空気が後縁端より吹出さないようになって
おり、かつ冷却空気の供給口と排出口１５が半径方向位
置に存在するので、冷却空気が確実に半径方向に流れか
つ各ピンフィン１０間を流れる流量の分布を、特別な流
量調整用の抵抗を設けることなく一様にすることができ
る。また流れ方向の後縁領域冷却部の断面積は、従来構
造のピンフィン冷却の高さ方向の断面積より一般的に１
／３〜１／６と小さくすることが可能で少ない空気流量
で同等の冷却効果を達成できる。さらに回転する動翼で
は後縁領域冷却空気は内径位置より供給され外径側に流
れるので、遠心力によるポンピング効果が後縁端より吹
出す場合に比べて大きく、冷却空気供給能力は大きくな
る効果もある。
【００２５】さらに冷却空気の排出位置を上述位置に選
定することにより主流ガスが、静翼と動翼間のホィール
スペースにもれこんだり、動翼先端部のケーシングとシ
ュラウドの間のすき間を横切ってもれこむのを冷却空気
の排出エネルギーによりブロックすることができ、これ
らの主流ガスのもれを低減する効果も達成する。
定することにより主流ガスが、静翼と動翼間のホィール
スペースにもれこんだり、動翼先端部のケーシングとシ
ュラウドの間のすき間を横切ってもれこむのを冷却空気
の排出エネルギーによりブロックすることができ、これ
らの主流ガスのもれを低減する効果も達成する。
【００２６】すなわち冷却空気が空間ｇに排出され、動
翼チップクリアランス部の上流側に高圧部が形成され、
主流作動流体はこのチップクリアランス部側へは流動し
難くなること、又チップクリアランス部からはこの冷却
空気が洩れることになり、主流作動流体の洩れを補うこ
とができ、空力性能が大幅に向上する。
翼チップクリアランス部の上流側に高圧部が形成され、
主流作動流体はこのチップクリアランス部側へは流動し
難くなること、又チップクリアランス部からはこの冷却
空気が洩れることになり、主流作動流体の洩れを補うこ
とができ、空力性能が大幅に向上する。
【００２７】尚以上の説明では翼内の冷却媒体通路が３
列の直列連通路の場合について説明してきたが、この流
通路は３列に限らず、単列でもよいし、さらに３列以上
であってもよいことは勿論である。
列の直列連通路の場合について説明してきたが、この流
通路は３列に限らず、単列でもよいし、さらに３列以上
であってもよいことは勿論である。
【００２８】又翼先端のシュラウド１３にシールフィン
１４を有する場合について述べてきたが、シールフィン
の無いものであっても同様な効果が生ずることは云うま
でもない。
１４を有する場合について述べてきたが、シールフィン
の無いものであっても同様な効果が生ずることは云うま
でもない。
【００２９】さらにまた、以上の説明では、冷却媒体の
排出口を形成するにあたり、一つの実施例をあげて説明
してきたが、常にこのようにしなければならないわけで
はなく、次のように形成してもよい。
排出口を形成するにあたり、一つの実施例をあげて説明
してきたが、常にこのようにしなければならないわけで
はなく、次のように形成してもよい。
【００３０】すなわち図４には複数のシールフィンを有
する場合のもう一つの実施例が示されている。この図は
動翼先端部分を示したもので、この場合は冷却空気の排
出口１５が前実施例同様シールフィン１４の上流側に設
けられるが、さらに下流側のシールフィン１４ａの上流
側、すなわち第１と第２のシールフィンの間に前記排出
口よりは数段と小さい第２の排出口１５ａを設けるので
ある。
する場合のもう一つの実施例が示されている。この図は
動翼先端部分を示したもので、この場合は冷却空気の排
出口１５が前実施例同様シールフィン１４の上流側に設
けられるが、さらに下流側のシールフィン１４ａの上流
側、すなわち第１と第２のシールフィンの間に前記排出
口よりは数段と小さい第２の排出口１５ａを設けるので
ある。
【００３１】このように形成すると、前述した効果を達
成することは勿論のこと、さらに曲がりくねった冷却媒
体通路２の途中の塵埃排出に役立ち有効である。
成することは勿論のこと、さらに曲がりくねった冷却媒
体通路２の途中の塵埃排出に役立ち有効である。
【００３２】尚以上は、冷却通路が曲がり部によって直
列連通している場合を示したが、図５に示すように複数
の流路２ａ，２ｃが先端部で並列に連通しており、各々
の冷却通路を流れた冷却空気が先端部で合流し、前縁側
の排出口１５から流出するようにしてもよい。
列連通している場合を示したが、図５に示すように複数
の流路２ａ，２ｃが先端部で並列に連通しており、各々
の冷却通路を流れた冷却空気が先端部で合流し、前縁側
の排出口１５から流出するようにしてもよい。
【００３３】又上例では、タービン動翼の場合の実施例
について説明したが、つぎに静翼の場合の実施例につい
て説明する。
について説明したが、つぎに静翼の場合の実施例につい
て説明する。
【００３４】図６にはガスタービンに採用されているタ
ービン静翼とその周辺が示されている。
ービン静翼とその周辺が示されている。
【００３５】静翼２０は翼母体２０ａと内周側と外周側
のエンドウオール２０ａ，２０ｂとから成っている。静
翼の上流側または下流側には動翼１が配置されている。
のエンドウオール２０ａ，２０ｂとから成っている。静
翼の上流側または下流側には動翼１が配置されている。
【００３６】静翼の内部には、静翼母体を冷却するため
の冷却媒体冷却通路２１が設けられており、冷却媒体通
路は複数本から成っており直列に連通している。冷却媒
体は一般には圧縮機から導いた空気が用いられ、外径側
のエンドウオール２０ａの側から供給される。この場
合、静翼の後縁側流通路２１ｃには流路内にピンフィン
２３が設けられて、翼中央部流通路２０ｂと前縁側流通
路２０ａには伝熱促進をするタービュレンスプロモータ
リブ２４が配置されている。
の冷却媒体冷却通路２１が設けられており、冷却媒体通
路は複数本から成っており直列に連通している。冷却媒
体は一般には圧縮機から導いた空気が用いられ、外径側
のエンドウオール２０ａの側から供給される。この場
合、静翼の後縁側流通路２１ｃには流路内にピンフィン
２３が設けられて、翼中央部流通路２０ｂと前縁側流通
路２０ａには伝熱促進をするタービュレンスプロモータ
リブ２４が配置されている。
【００３７】翼母体２０ａを冷却した冷却媒体は主流ガ
ス中に放出されるわけであるが、重要なことは冷却空気
の排出口２５が、内周側のエンドウオール２０ｂの翼前
縁側の位置に設けられていることである。すなわち、翼
母体２０ａを冷却した冷却媒体は、翼の内周側エンドウ
オール側より冷却通路より翼母体外に排出される。静翼
の場合この排出される位置は、前縁側でも後縁側でもよ
い。翼母体２０ａの内部に形成された冷却媒体冷却通路
２１より排出された冷媒は内周側エンドウオールの内周
面とカバー２６によって形成されるエンドウオール部冷
却通路２７を通って、エンドウオール内面を冷却しなが
ら、内周側エンドウオールの前縁側の排出口２５より排
出される。しかもこの排出口２５は、本静翼２０の上流
側にある動翼１との間のキャビティ２８に排出されるよ
うな位置に設けられている。この場合主流ガスのもれ込
みは静翼２０の上流と下流の圧力差によって生じるがこ
のもれ込みを防ぐためにロータ３１との間にラビリンス
シール２９が形成されており、このシールフィンの上流
側に排出口が位置しなければならない。この排出口２５
より排出された冷却媒体は、高温の主流ガスがキャビテ
ィに侵入するのを防止する効果と、排出された冷却媒体
が今後は、エンドウオールの主流側の面に拡散し比較的
低温の冷却空気の膜を形成し、内周側エンドウオール２
０ｂを内外面両方から冷却することができる。この冷却
空気はエンドウオール冷却用に特別供給されたものでは
なく、翼母体を冷却した冷却空気を再利用しているの
で、ガスタービン性能の低下要因とはならない。
ス中に放出されるわけであるが、重要なことは冷却空気
の排出口２５が、内周側のエンドウオール２０ｂの翼前
縁側の位置に設けられていることである。すなわち、翼
母体２０ａを冷却した冷却媒体は、翼の内周側エンドウ
オール側より冷却通路より翼母体外に排出される。静翼
の場合この排出される位置は、前縁側でも後縁側でもよ
い。翼母体２０ａの内部に形成された冷却媒体冷却通路
２１より排出された冷媒は内周側エンドウオールの内周
面とカバー２６によって形成されるエンドウオール部冷
却通路２７を通って、エンドウオール内面を冷却しなが
ら、内周側エンドウオールの前縁側の排出口２５より排
出される。しかもこの排出口２５は、本静翼２０の上流
側にある動翼１との間のキャビティ２８に排出されるよ
うな位置に設けられている。この場合主流ガスのもれ込
みは静翼２０の上流と下流の圧力差によって生じるがこ
のもれ込みを防ぐためにロータ３１との間にラビリンス
シール２９が形成されており、このシールフィンの上流
側に排出口が位置しなければならない。この排出口２５
より排出された冷却媒体は、高温の主流ガスがキャビテ
ィに侵入するのを防止する効果と、排出された冷却媒体
が今後は、エンドウオールの主流側の面に拡散し比較的
低温の冷却空気の膜を形成し、内周側エンドウオール２
０ｂを内外面両方から冷却することができる。この冷却
空気はエンドウオール冷却用に特別供給されたものでは
なく、翼母体を冷却した冷却空気を再利用しているの
で、ガスタービン性能の低下要因とはならない。
【００３８】
【発明の効果】以上種々述べてきたように、本発明のタ
ービン翼によれば、翼内に設けられている冷却媒体流通
路の排出口を、翼先端に設けられているエンドウオール
の前縁側近傍に設けるようになしたから、翼冷却後の冷
却媒体はエンドウオールとケーシングの間、すなわち翼
チップクリアランスの上流側へ排出されるので、この排
出冷却空気によりシュラウドは前縁側から後縁側すべて
の外表面に接し、充分なエンドウオールの冷却が行なわ
れ、又翼母体の冷却は、内径方向より供給された冷却空
気のすべてが翼先端より排出されるので、冷却空気は冷
却媒体通路の内壁に平等に接して流動し、一様な冷却が
行なわれ、したがってエンドウオールを有する翼であっ
ても、少量の冷却空気量で翼母体及びエンドウオールが
充分冷却されるこの種ガスタービン翼を得ることができ
る。
ービン翼によれば、翼内に設けられている冷却媒体流通
路の排出口を、翼先端に設けられているエンドウオール
の前縁側近傍に設けるようになしたから、翼冷却後の冷
却媒体はエンドウオールとケーシングの間、すなわち翼
チップクリアランスの上流側へ排出されるので、この排
出冷却空気によりシュラウドは前縁側から後縁側すべて
の外表面に接し、充分なエンドウオールの冷却が行なわ
れ、又翼母体の冷却は、内径方向より供給された冷却空
気のすべてが翼先端より排出されるので、冷却空気は冷
却媒体通路の内壁に平等に接して流動し、一様な冷却が
行なわれ、したがってエンドウオールを有する翼であっ
ても、少量の冷却空気量で翼母体及びエンドウオールが
充分冷却されるこの種ガスタービン翼を得ることができ
る。
【図１】本発明のガスタービン翼を備えた翼装置の一部
縦断側面図。
縦断側面図。
【図２】本発明のガスタービン翼の平面図。
【図３】本発明のガスタービン翼の冷却空気排出口周囲
を示す要部断面図。
を示す要部断面図。
【図４】本発明の他の実施例のガスタービン翼を示す縦
断側面図。
断側面図。
【図５】本発明の他の実施例のガスタービン翼及びその
周囲を示す縦断側面図。
周囲を示す縦断側面図。
【図６】本発明の他の実施例のガスタービン翼及びその
周囲を示す縦断側面図。
周囲を示す縦断側面図。
【図７】従来のガスタービン翼を示す縦断側面図。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図。
１…動翼、２…冷媒流通路、４…タービュレンスプロモ
ータ、１０…ピンフィン、１３…シュラウド、１４…シ
ールフィン、１５…排出口。
ータ、１０…ピンフィン、１３…シュラウド、１４…シ
ールフィン、１５…排出口。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹原 勲
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会
社日立製作所日立工場内
(72)発明者 金子 了市
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会
社日立製作所日立工場内
Claims (12)
- 【請求項１】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ先端部
にエンドウオールを備えたガスタービン翼において、 前記冷却媒体流通路の排出口を、前記エンドウオールの
前縁側近傍に設け、該排出口を介して翼冷却後の冷却媒
体を主流ガス路に排出するようにしたことを特徴とする
ガスタービン翼。 - 【請求項２】翼先端部にエンドウオールを備えるととも
に、翼内部に冷却媒体を流通せしめて翼母体を冷却する
ようになしたガスタービン翼において、 前記冷却媒体を、前記エンドウオールの前縁側近傍より
主流ガス路に排出するようにしたことを特徴とするガス
タービン翼。 - 【請求項３】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ先端部
にエンドウオールを備えたガスタービン翼において、 前記冷却媒体流通路の排出口を、前記エンドウオールの
前縁側近傍に設けるとともに、該排出口を、冷却媒体が
主流ガス路内に翼長方向に排出されるように形成したこ
とを特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項４】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ頂部
に、シールフィンを有するエンドウオールを備えたガス
タービン翼において、 前記冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記エンドウ
オールのシールフィンの上流側に設け、該排出口を介し
て翼冷却後の冷却媒体を主流ガス路に排出するようにし
たことを特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項５】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ頂部
に、シールフィンを有するエンドウオールを備えたガス
タービン翼において、 前記冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記シールフ
ィンより上流側のエンドウオールに設け、該排出口を介
して翼冷却後の冷却媒体を主流ガス路に排出するように
したことを特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項６】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ頂部
に、シールフィンを有するエンドウオールを備えたガス
タービン翼において、 前記冷却媒体流通路を翼後縁側と翼前縁側とに設けると
ともに、両冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記エ
ンドウオールのシールフィンの上流側に設けるようにし
たことを特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項７】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ頂部
に、シールフィンを有するエンドウオールを備えたガス
タービン翼において、 前記冷却媒体流通路を翼後縁側と翼前縁側とに設けると
ともに、両冷却媒体流通路を直列に連通せしめ、かつそ
の冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記エンドウオ
ールのシールフィンの上流側に設けるようにしたことを
特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項８】内部に冷却媒体流通路を備え、かつ頂部
に、シールフィンを有するエンドウオールを備えたガス
タービン翼において、 前記冷却媒体流通路を、 翼長方向に伸びた複数列の流路を直列に連通させて形成
するとともに、 この冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記エンドウ
オールのシールフィンの上流側に設けるようにしたこと
を特徴とするガスタービン翼。 - 【請求項９】前記冷却媒体流通路の翼後縁側に位置する
流路内に、 ピンフィンを設けるようにしたことを特徴とする請求項
８記載のガスタービン翼。 - 【請求項１０】高温ガスが流動する主流ガス路と、 該ガス路内に配置され、前記流動ガスを案内する静翼
と、 該静翼の後流側に配置され、前記流動ガスにより回動す
る動翼と、 該動翼の頂部に固着され、かつ外方表面にシールフィン
を有するエンドウオールと、を備え、 前記動翼が内部に翼冷却用の冷却媒体流通路を有し、か
つ該流通路を流通した冷却媒体が前記主流ガス路に放出
されるように形成されたガスタービン翼装置において、 前記動翼の冷却媒体流通路を 翼長方向に伸びた複数列の流路を直列に連通させて形成
するとともに、 この冷却媒体流通路の冷却媒体排出口を、前記シールフ
ィンより上流側に設けるようにしたことを特徴とするガ
スタービン翼装置。 - 【請求項１１】前記複数列の流路の内、最後流側に位置
する流路内に、ピンフィンを配置するようにしたことを
特徴とする請求項１０記載のガスタービン翼装置。 - 【請求項１２】前記冷却媒体排出口を、前記エンドウオ
ールに設けるとともに、冷却媒体の排出方向が翼の長手
方向と同方向となるように形成したことを特徴とする請
求項１０記載のガスタービン翼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16137891A JPH0510102A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ガスタービン翼及びガスタービン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16137891A JPH0510102A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ガスタービン翼及びガスタービン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510102A true JPH0510102A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15733955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16137891A Pending JPH0510102A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ガスタービン翼及びガスタービン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510102A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07150906A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変タービンノズル |
| JP2006316750A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン動翼とそれを用いたガスタービン及びその発電プラント |
| JP2011513638A (ja) * | 2008-03-05 | 2011-04-28 | スネクマ | 端部の冷却を備えているタービン翼ならびに関連のタービンおよびターボエンジン |
| JP2011122588A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-23 | Alstom Technology Ltd | タービンブレード |
| EP2871323A1 (en) | 2013-11-06 | 2015-05-13 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine noozle end wall cooling |
| JP2016194295A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タービンエンジンを冷却するためのシステム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB855058A (en) * | 1957-02-22 | 1960-11-30 | Rolls Royce | Improvements in or relating to bladed rotor or stator constructions for axial-flow fluid machines for example for compressors or turbines of gas-turbine engines |
| JPS48101337A (ja) * | 1972-03-02 | 1973-12-20 | ||
| JPS6189901A (ja) * | 1984-10-04 | 1986-05-08 | ロ−ルス・ロイス・ピ−エルシ− | 中空流体冷却タービン動翼 |
| JPS6419101A (en) * | 1987-05-11 | 1989-01-23 | Gen Electric | Turbine moving blade |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16137891A patent/JPH0510102A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB855058A (en) * | 1957-02-22 | 1960-11-30 | Rolls Royce | Improvements in or relating to bladed rotor or stator constructions for axial-flow fluid machines for example for compressors or turbines of gas-turbine engines |
| JPS48101337A (ja) * | 1972-03-02 | 1973-12-20 | ||
| JPS6189901A (ja) * | 1984-10-04 | 1986-05-08 | ロ−ルス・ロイス・ピ−エルシ− | 中空流体冷却タービン動翼 |
| JPS6419101A (en) * | 1987-05-11 | 1989-01-23 | Gen Electric | Turbine moving blade |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07150906A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変タービンノズル |
| JP2006316750A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン動翼とそれを用いたガスタービン及びその発電プラント |
| JP4628865B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-02-09 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン動翼とそれを用いたガスタービン及びその発電プラント |
| JP2011513638A (ja) * | 2008-03-05 | 2011-04-28 | スネクマ | 端部の冷却を備えているタービン翼ならびに関連のタービンおよびターボエンジン |
| JP2011122588A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-23 | Alstom Technology Ltd | タービンブレード |
| US9017035B2 (en) | 2009-12-03 | 2015-04-28 | Alstom Technology Ltd. | Turbine blade |
| EP2871323A1 (en) | 2013-11-06 | 2015-05-13 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine noozle end wall cooling |
| CN104632293A (zh) * | 2013-11-06 | 2015-05-20 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气轮机叶片 |
| US9790799B2 (en) | 2013-11-06 | 2017-10-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine airfoil |
| JP2016194295A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タービンエンジンを冷却するためのシステム |
| US10400627B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-09-03 | General Electric Company | System for cooling a turbine engine |
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